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전자는 어떻게 고체 안에서 움직일 수 있습니까?

고체에서, 원자, 이온 또는 분자는 밀접하게 포장되어 규칙적인 패턴으로 배열되어 단단한 구조를 형성한다. 그럼에도 불구하고, 전자는 가스 나 액체에서 가능한 한 자유롭게는 아니지만 여전히 고체 안에서 움직일 수 있습니다. 전자가 고체 내에서 움직일 수있는 두 가지 주요 메커니즘이 있습니다.

1. 전도 :금속에서, 원자의 가장 바깥 쪽 전자는 느슨하게 고정되어 있으며 결정의 전체 격자 전체에서 쉽게 움직일 수 있습니다. 이 "유리"전자는 전도 전자라고하며 금속의 전기 전도도를 담당합니다. 전기장이 금속에 적용되면 전도 전자가 가속화되어 전류를 운반하여 자유롭게 움직입니다.

2. 전자 호핑 :반도체 및 절연체에서 전자는 각각의 원자 또는 이온에 더 단단히 결합되며 금속의 전도 전자만큼 자유롭게 움직일 수 없습니다. 그러나 유한 온도에서 일부 전자는 원자에서 벗어나 이웃 원자 또는 이온으로 이동하기에 충분한 열 에너지를 얻을 수 있습니다. 전자 호핑 또는 전하 캐리어 수송으로 알려진이 공정은 한 국소 상태에서 다른 상태로 전자의 이동을 포함하며 약간의 전도도를 허용합니다.

반도체에서, 원자가 대역과 전도 대역 사이의 에너지 간격은 절연체에 비해 작아서 전자가 전도 대역으로 점프하고 모바일 전하 운반자가되기 쉽다. 이를 통해 반도체는 금속에 비해 전기 전도도를 나타낼 수 있습니다.

고체 내의 ​​전자의 이동성은 재료의 전자 밴드 구조, 온도, 결함 및 불순물을 포함한 여러 요인에 의존한다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

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